JP4554711B2 - Time synchronization system and time synchronization method for trains - Google Patents
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Description
本発明は、列車に搭載された各種機器間で時刻を同期させる時刻同期システムおよび時刻同期方法に関するものである。 The present invention relates to a time synchronization system and a time synchronization method for synchronizing time between various devices mounted on a train.
最近の列車では、多数の車載機器(推進制御装置、電源装置、ブレーキ装置、ドア装置、空調装置、トイレ装置、ATC装置など)が搭載されている。また、これらの車両搭載機器は、内蔵されたマイコンによる自己診断機能を有するとともに、所要の情報を交換するための車上ネットワーク(車両間ネットワークおよび車両内ネットワーク)によって接続されることが、一般的な構成となっている。 In recent trains, a large number of in-vehicle devices (propulsion control device, power supply device, brake device, door device, air conditioner, toilet device, ATC device, etc.) are mounted. In addition, these on-vehicle devices generally have a self-diagnosis function using a built-in microcomputer and are connected by an on-vehicle network (inter-vehicle network and in-vehicle network) for exchanging required information. It has become a structure.
このように、最近の列車は、相互に関連して多数の車載機器が動作しているため、故障や異常があった場合、それらの相互の関連を知るための各機器が記録する時刻情報の重要性が増している。このため、多数の車載機器における時刻誤差を所定値以下にする手段、手法が要望されている。 In this way, since many in-vehicle devices are operating in relation to each other in recent trains, if there is a failure or abnormality, the time information recorded by each device to know the relationship between them is recorded. The importance is increasing. For this reason, means and a method for making time errors in a large number of in-vehicle devices less than or equal to a predetermined value are desired.
なお、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期手法を提供するものではないものの、列車に搭載される計算機システム間の時刻同期を確保する技術を開示した文献が存在する(例えば、特許文献1)。 In addition, although it does not provide a time synchronization method for a large number of in-vehicle devices mounted on a train, there is a document disclosing a technique for ensuring time synchronization between computer systems mounted on a train (for example, patent documents) 1).
この特許文献1に示される手法では、まず、同期信号を発生する同期信号発生部3が設けられるとともに、同期信号を同期信号発生時刻計測部5と同期信号発生後時間計時部10に伝えるための接点信号線4が設けられる。同期信号発生時刻計測部5は、同期信号の発生した時刻を時刻計時部2から出力される時刻データに基づき計測し、同期信号発生後時間計時部10は、同期信号が入力された後の時間を計時する。そして、時刻算出処理部11が、同期信号発生時刻計測部5で計測した時刻を取り込んで、その取り込んだ時刻に同期信号発生後時間計時部10が計時した時間を加算することにより、現在時刻を算出することが行われる。
In the method disclosed in
しかしながら、上記特許文献1に示される手法は、列車に搭載された計算機システム間の時刻同期を行うものであり、多数の車載機器に対する時刻同期については考慮されていない。一方、この特許文献1に示される手法を、多数の車載機器が搭載された列車に適用する場合、時刻同期を行わせる側には、少なくとも同期信号発生時刻計測部を具備させる必要があり、時刻同期を行う側には、少なくとも同期信号発生後時間計時部および時刻算出処理部を具備させる必要があるので、装置構成が複雑化し、コストも増加するという問題点がある。
However, the method disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期を簡易かつ確実に行うことができる時刻同期システムおよび時刻同期方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a time synchronization system and a time synchronization method capable of simply and reliably performing time synchronization for a large number of on-vehicle devices mounted on a train. To do.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる時刻同期システムは、列車を構成する各車両ごとに配置される監視制御装置同士を結ぶ車両間ネットワークおよび前記各車両に搭載される車載機器と前記各監視制御装置とを結ぶ車両内ネットワークにおけるそれぞれの通信機能を活用し、前記各監視制御装置同士および前記各監視制御装置と前記車載機器との間の時刻同期をとる時刻同期システムであって、階層構造の最上位に位置付けられ、前記列車の基準時刻を付与するべく前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、前記階層構造の中位に位置付けられ、前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、前記階層構造の最下位に位置付けられ、前記列車時計局および前記車両時計局の何れにも選択されていない前記各監視制御装置および前記車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、を構成し、前記列車時計局は、任意に取得した時刻情報を前記基準時刻として自局の時刻補正を適宜行う時刻補正部と、前記補正された基準時刻に基づき、全ての前記車両時計局を対象とし、当該全ての車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、を備え、前記車両時計局は、前記列車時計局から送信された前記第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、前記補正された自局の時刻に基づいて前記補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、を備え、前記補正情報待ち受け局は、前記車両時計局から送信された前記第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、を備え、前記第1および第2の時刻補正情報メッセージは、当該第1の時刻補正情報メッセージの送信周期と当該第2の時刻補正情報メッセージの送信周期の和が所望する時刻偏差となるように一定周期で定期的に送信されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a time synchronization system according to the present invention is mounted on a vehicle-to-vehicle network that connects monitoring control devices arranged for each vehicle that constitutes a train and each vehicle. A time synchronization system that synchronizes time between the monitoring control devices and between the monitoring control device and the in-vehicle device by utilizing respective communication functions in the in-vehicle network that connects the in-vehicle device and the monitoring control device. A train clock station that is positioned at the top of the hierarchical structure and selected from the monitoring and control devices in the train to give a reference time of the train, and positioned at the middle of the hierarchical structure A vehicle clock station selected from the monitoring and control devices in the train, and positioned at the bottom of the hierarchical structure, and the train clock station and A correction information standby station configured by each of the monitoring control devices not selected by any of the vehicle clock stations and the in-vehicle device, and the train clock station uses the time information arbitrarily acquired as the reference A time correction unit that appropriately corrects the time of its own station as a time, and a first for causing all the vehicle clock stations to perform time correction based on the corrected reference time. A time generator for generating a time correction information message, wherein the vehicle clock station corrects its own time based on the first time correction information message transmitted from the train clock station. And a message generator for generating a second time correction information message for causing the correction information standby station to perform time correction based on the corrected time of the local station. For example, the correction information waiting station, said the vehicle clock station time correcting unit that performs time correction of the own station based on the second time correction information message transmitted from, wherein the first and second The time correction information message is periodically transmitted at a constant cycle so that the sum of the transmission cycle of the first time correction information message and the transmission cycle of the second time correction information message is a desired time deviation. It is characterized by.
本発明にかかる時刻同期システムによれば、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期を簡易かつ確実に行うことができるという効果が得られる。 According to the time synchronization system according to the present invention, there is an advantage that it is possible to perform time synchronization for a number of vehicle devices mounted on the train easily and reliably.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる時刻同期システムおよび時刻同期方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a time synchronization system and a time synchronization method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.
(時刻同期機能を有する列車の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置が搭載された列車の概略構成を示す図である。同図に示す例では、2両単位で構成された車両群11−1(Married_pair_1)および車両群11−2(Married_pair_2)が自動連結器(Automatic Coupler)12を介して連結された列車10を構成してなり、列車10の各車両には、信号変換機能を有するノード装置(Node)15ならびに、本実施の形態にかかる時刻同期機能を含み、車両内および車両間の通信(列車内の通信)を制御する機能と、各車両内の各種機器の状態を管理する機能と、を有するコントローラ(CNC)16を備えた監視制御装置14(14−1,14−2)が搭載されている。各車両に搭載された監視制御装置14は、伝送路17を介して接続され、列車10における二重系(冗長系)ネットワークである車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)を構成する。なお、各車両内には、車両間ネットワークとは異なる車両内ネットワーク(CN)が構成されるが、この車両内ネットワーク(CN)は、コントローラ16およびノード装置15を介して車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)に接続される。
(Schematic configuration of train with time synchronization function)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a train on which a monitoring control device that provides a time synchronization function according to an embodiment of the present invention is mounted. In the example shown in the figure, a
なお、図1およびこれ以降説明する図2では、2両単位で構成される車両群が複数個連結されて構成される列車編成を一例として示しているが、単一構成の車両が複数個連結されて構成される列車編成であっても、本実施の形態にかかる時刻同期装置および時刻同期方法を適用できることは無論である。また、システムの構成についても、車両間ネットワーク(TN−1,TN−2)ならびにノード装置15およびコントローラ16を二重系で構成する例を示しているが、単系で構成してもよいことは無論である。
In FIG. 1 and FIG. 2 to be described later, a train organization configured by connecting a plurality of vehicle groups configured by two units is shown as an example, but a plurality of vehicles having a single configuration are connected. Needless to say, the time synchronization apparatus and the time synchronization method according to the present embodiment can be applied even if the train organization is configured. In addition, as for the system configuration, an example in which the inter-vehicle network (TN-1, TN-2), the
(監視制御装置の構成)
つぎに、監視制御装置の構成および接続形態について図2を参照して説明する。図2は、本実施の形態にかかる時刻同期機能を提供する監視制御装置の構成および接続形態を示す図である。図2において、監視制御装置14は、二重系(主系、従系)の一方を構成するノード装置15−1、二重系の他方を構成するノード装置15−2、ノード装置15−1,15−2にそれぞれ接続されるコントローラ16−1,16−2などを備えて構成される。また、監視制御装置14には、例えばシリアル回線23〜27が構成される。ここで、シリアル回線23(23−1,23−2)は、自動連結器12に接続され、この自動連結器12の電気的接点を介して隣接する他の車両群のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供し、シリアル回線24(24−1,24−2)は、同一車両群内の他の車両のノード装置との通信を行うためのインタフェースを提供する。両者はともに、上述した車両間ネットワーク(TN−1,TN−2:Train_Network)の一通信機能を担う構成部となる。一方、シリアル回線25は、運転制御台28への運転制御情報(ブレーキ指令、速度情報、ドアの開閉情報)などを伝送するためのインタフェースを提供し、シリアル回線26は、ノード装置15とコントローラ16とが所定プロトコルで通信を行うためのインタフェースを提供する。また、シリアル回線27は、例えばGPS受信器48に接続される通信制御装置30の他、電源装置32、ブレーキ制御装置34、推進制御装置36、空調装置40、自動列車制御(ATC)装置42、ドア装置44、トイレ装置46を含む車載機器との間の通信を行うためのインタフェースを提供する。これらのシリアルインタフェースは、上述した車両内ネットワーク(CN:Car_Network)内の一通信機能を担う構成部となる。
(Configuration of monitoring and control device)
Next, the configuration and connection form of the monitoring control device will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration and connection form of a monitoring control device that provides a time synchronization function according to the present embodiment. In FIG. 2, the
ノード装置15−1,15−2はそれぞれ独立した装置であり、ノード装置15−1は、シリアル回線23−1,24−1にそれぞれ接続され、ノード装置15−2は、シリアル回線23−2,24−2にそれぞれ接続される。各ノード装置15間のデータ伝送には、例えばHDLC信号が用いられ、ノード装置15とコントローラ16との間のデータ伝送には、例えばイーサネット(登録商標)信号が用いられる。
The node devices 15-1 and 15-2 are independent devices, the node device 15-1 is connected to the serial lines 23-1 and 24-1, and the node device 15-2 is connected to the serial line 23-2. , 24-2 respectively. For example, an HDLC signal is used for data transmission between the
なお、本実施の形態では、ノード装置15に、信号品質の比較的低い信号が流れる車両間ネットワークと信号品質の比較的高い信号が流れる車両内ネットワークとの間で、安定かつ確実な通信を行うため、これらの信号間の信号変換を行うコンバータ(CONV)21a,21bを有するように構成しているが、信号品質が問題とならない場合には、これらのコンバータ21a,21bを設ける必要はない。この場合、シリアル回線23,24とシリアル回線26とでは、同一のプロトコルの信号を用いることができる。
In the present embodiment, the
(時刻同期機能の概念)
つぎに、時刻同期機能の概念について図3の図面を参照して説明する。ここで、図3は、本実施の形態にかかる時刻同期機能の概念を階層構造で示した図である。
(Concept of time synchronization function)
Next, the concept of the time synchronization function will be described with reference to the drawing of FIG. Here, FIG. 3 is a diagram showing the concept of the time synchronization function according to the present embodiment in a hierarchical structure.
本実施の形態にかかる時刻同期機能を実行する際、各車両における監視制御装置14、および監視制御装置14に接続される車載機器(図2参照)には、所定の地位および、当該地位に応じた役割が与えられる。具体的には、監視制御装置14には、図3に示すような、階層構造の最上位に位置する列車時計局(1次局)または階層構造の中位に位置する車両時計局(2次局)の地位が与えられる。また、車載機器には、図3に示すような、階層構造の下位に位置する補正情報待ち受け局(3次局)の地位が与えられる。したがって、一つの監視制御装置に列車時計局としての地位が与えられるとき、列車時計局の地位が与えられなかった残りの監視制御装置には、車両時計局の地位が与えられ、監視制御装置に接続される車載機器は全て、補正情報待ち受け局の地位が与えられる。なお、自車両の監視制御装置が列車時計局に割り当てられた場合、当該監視制御装置は、列車時計局(1次局)および車両時計局(2次局)の両者の地位が与えられる。このような地位が与えられた結果、列車時計局(1次局)と車両時計局(2次局)との間の通信は、車両間ネットワーク(TN)を介して行われ、列車時計局(2次局)と補正情報待ち受け局(3次局)との間の通信は、車両内ネットワーク(CN)を介して行われることになる。
When the time synchronization function according to the present embodiment is executed, the
なお、列車時計局および車両時計局としての機能は、監視制御装置14に具備されるコントローラ16−1またはコントローラ16−2のうちの何れか一方が、その機能を果たせばよい。この場合、どちらのコントローラが、列車時計局および/または車両時計局になってもよく、例えば二重冗長系において、主系として動作しているコントローラを選定してもよいし、あるいは処理負荷を分散する意味で従系として動作しているコントローラを選定してもよい。また、コントローラ16−1またはコントローラ16−2において、コントローラ16−1が列車時計局および車両時計局の双方の機能を果たす場合には、コントローラ16−2は補正情報待ち受け局として位置づけられることになる。
In addition, the function as a train clock station and a vehicle clock station should just fulfill | perform either the controller 16-1 with which the
(時刻同期機能に基づく動作)
つぎに、時刻同期機能に基づく動作について図4および図5の各図面を参照して説明する。ここで、図4は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局の機能構成を示すブロック図であり、図5は、列車時計局、車両時計局および補正情報待ち受け局による時刻補正処理の処理フローを示すフローチャートである。
(Operation based on time synchronization function)
Next, an operation based on the time synchronization function will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a block diagram showing the functional configuration of the train clock station, the vehicle clock station, and the correction information standby station. FIG. 5 shows the time correction process performed by the train clock station, the vehicle clock station, and the correction information standby station. It is a flowchart which shows a processing flow.
まず、列車内における監視制御装置の中から「列車時計局」1台を選択・決定する(ステップ11)。次いで、各車両内における監視制御装置の中から「車両時計局」1台を選択・決定する(ステップS12)。列車時計局は、例えばGPS受信器48(図2参照)を通じて時刻情報を取得し、取得した時刻を基準時刻として自身の時刻補正を行うとともに、時刻補正に必要な補正情報を含ませたメッセージ(以下「第1の時刻補正情報メッセージ」という)を生成して車両時計局に送信する(ステップS13)。この処理は、列車時計局50における時刻補正部52および時刻補正情報メッセージ生成部54にて実行される(図4参照)。列車時計局からの第1の時刻補正情報メッセージを受信した車両時計局は、自局の時刻補正を実施するとともに(ステップS14)、補正情報待ち受け局に送信するための時刻補正情報メッセージ(以下「第2の時刻補正情報メッセージ」という)を生成して当該補正情報待ち受け局に送信する(ステップS15)。この処理は、車両時計局60における時刻補正部62および時刻補正情報メッセージ生成部64にて実行される(図4参照)。車両時計局からの第2の時刻補正情報メッセージを受信した補正情報待ち受け局は、自局の時刻補正を実施する(ステップS16)。この処理は、補正情報待ち受け局70における時刻補正部72にて実行される(図4参照)。その後、上記ステップS13〜S16の処理が、一定周期で繰り返されることにより、列車内に存在する時計機能を有する全ての機器に対する時刻補正が定期的に実行される。
First, one “train clock station” is selected and determined from the monitoring control devices in the train (step 11). Next, one “vehicle clock station” is selected and determined from the monitoring control devices in each vehicle (step S12). The train clock station acquires time information through, for example, the GPS receiver 48 (see FIG. 2), corrects its own time using the acquired time as a reference time, and includes a message (including correction information necessary for time correction) (Hereinafter referred to as “first time correction information message”) is generated and transmitted to the vehicle clock station (step S13). This process is executed by the
なお、上記の処理において、列車時計局から車両時計局に対して送信される時刻補正情報メッセージおよび車両時計局から補正情報待ち受け局に対して送信される時刻補正情報メッセージに含まれる補正情報としては、受信側において時刻補正を行うことができる情報であればどのような情報であっても構わない。最も簡単な例であれば、基準時刻そのものを送信することができる。 In the above processing, as the correction information included in the time correction information message transmitted from the train clock station to the vehicle clock station and the time correction information message transmitted from the vehicle clock station to the correction information standby station, Any information can be used as long as it can be corrected on the receiving side. In the simplest example, the reference time itself can be transmitted.
また、本実施の形態では、列車時計局が行う時刻補正および時刻補正情報メッセージの生成処理として、GPS受信器からの情報を用いる場合を一例として示したが、GPS受信器以外から取得した時刻情報を用いることでもよく、例えば放送局や電波時計などの時刻情報や、不図示の手動入力装置からの入力情報などを用いてもよい。 Further, in the present embodiment, the case where information from a GPS receiver is used as an example of time correction performed by the train clock station and time correction information message generation processing has been shown as an example, but time information acquired from other than the GPS receiver For example, time information such as a broadcasting station or a radio clock or input information from a manual input device (not shown) may be used.
また、上記のステップS13,S15の各処理では、列車時計局から車両時計局に対して時刻補正情報メッセージを送信する周期、および車両時計局から補正情報待ち受け局に対して時刻補正情報メッセージを送信する周期を同一としているが、車両間ネットワークおよび車両内ネットワークに流れるメッセージの量(特に、車両内ネットワーク)を削減するため、あるいは車両時計局の負荷を軽減するため、これらの周期を異ならせるようにしてもよい。 Further, in each of the processes in steps S13 and S15 described above, the cycle for transmitting the time correction information message from the train clock station to the vehicle clock station, and the time correction information message from the vehicle clock station to the correction information waiting station are transmitted. Although the same period is used, in order to reduce the amount of messages (especially in-vehicle network) flowing in the inter-vehicle network and the in-vehicle network, or to reduce the load on the vehicle clock station, these periods should be made different. It may be.
図6は、車両時計局に対する時刻補正情報メッセージの送信周期と、補正情報待ち受け局に対する時刻補正情報メッセージの送信周期とを異ならせた場合の時刻補正の偏差を説明するための図であり、より詳細には、車両時計局に対する時刻補正情報メッセージの送信周期を10msとし、補正情報待ち受け局に対する時刻補正情報メッセージの送信周期を100msとした場合を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining the deviation of time correction when the transmission period of the time correction information message to the vehicle clock station is different from the transmission period of the time correction information message to the correction information standby station. Specifically, a case is shown in which the transmission cycle of the time correction information message to the vehicle clock station is 10 ms and the transmission cycle of the time correction information message to the correction information standby station is 100 ms.
図6において、列車時計局は車両時計局に対して10msの周期間隔で時刻補正情報メッセージを送信する。この場合、伝送時間を無視すれば(※伝送時間は短いので無視することが可能)、列車時計局と車両時計局との間における時刻補正の偏差は、最大で10msとなる。一方、車両時計局は補正情報待ち受け局に対して100msの周期間隔で時刻補正情報メッセージを送信する。この場合、伝送時間を無視すれば、車両時計局と補正情報待ち受け局との間における時刻補正の偏差は、最大で100msとなる。その結果、列車時計局と補正情報待ち受け局との間における時刻補正の偏差は、最大で110ms(=10+100)となる。なお、この110msという時刻偏差は最大の偏差を表すものであり、一定周期で定期的に時刻補正を行うことにより、実際の時刻偏差を110ms以下に抑え込むことが可能となる。 In FIG. 6, the train clock station transmits a time correction information message to the vehicle clock station at a periodic interval of 10 ms. In this case, if the transmission time is ignored (* the transmission time is short and can be ignored), the time correction deviation between the train clock station and the vehicle clock station is 10 ms at the maximum. On the other hand, the vehicle clock station transmits a time correction information message to the correction information standby station at a periodic interval of 100 ms. In this case, if the transmission time is ignored, the time correction deviation between the vehicle clock station and the correction information standby station is 100 ms at the maximum. As a result, the deviation of time correction between the train clock station and the correction information standby station is 110 ms (= 10 + 100) at the maximum. The time deviation of 110 ms represents the maximum deviation, and the actual time deviation can be suppressed to 110 ms or less by performing time correction periodically at a constant period.
なお、時刻補正の際に、時差や、サマータイム(デイタイム)などを考慮する必要がある場合には、送信側(列車時計局)において、これらの情報が付加された時刻補正情報メッセージを作成し、送信するようにしてもよい。また、基準時刻を送信し、受信側において、地域情報やカレンダー情報などを参照し、所望する時刻に変換するようにしてもよい。 When it is necessary to consider the time difference or daylight saving time (daytime) when correcting the time, the transmitting side (train clock station) creates a time correction information message with these information added. , May be transmitted. Alternatively, the reference time may be transmitted, and the reception side may be converted to a desired time with reference to regional information or calendar information.
以上説明したように、本実施の形態にかかる時刻同期システムによれば、列車を構成する各車両ごとに配置される監視制御装置同士を結ぶ車両間ネットワークおよび前記各車両に搭載される車載機器と各監視制御装置とを結ぶ車両内ネットワークにおけるそれぞれの通信機能を活用し、階層構造の最上位に位置付けられ、列車の基準時刻を付与するべく列車内における各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、階層構造の中位に位置付けられ、列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、がそれぞれ設定されるとともに、その他の機器は階層構造の最下位に位置付けられる補正情報待ち受け局として設定され、列車時計局は、任意に取得した時刻情報を基準時刻として自局の時刻補正を適宜行い、車両時計局は、列車時計局から送信された第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行い、補正情報待ち受け局は、車両時計局から送信された第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うようにしているので、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期を簡易かつ確実に行うことが可能となる。 As described above, according to the time synchronization system according to the present embodiment, the inter-vehicle network connecting the monitoring control devices arranged for each vehicle constituting the train, and the in-vehicle device mounted on each vehicle, A train selected from each monitoring and control device in the train to give the reference time of the train, positioned at the top of the hierarchical structure, utilizing each communication function in the in-vehicle network connecting each monitoring and control device A clock station and a vehicle clock station selected from each of the monitoring and control devices in the train are positioned in the middle of the hierarchical structure, and other devices are positioned at the bottom of the hierarchical structure. The train clock station appropriately corrects its own time using the arbitrarily acquired time information as a reference time, and Performs time correction of its own station based on the first time correction information message transmitted from the train clock station, and the correction information standby station is based on the second time correction information message transmitted from the vehicle clock station. Since the time correction of the own station is performed, it becomes possible to easily and reliably perform time synchronization with respect to a large number of in-vehicle devices mounted on the train.
また、本実施の形態にかかる時刻同期方法によれば、列車を構成する各車両ごとに配置される監視制御装置同士を結ぶ車両間ネットワークおよび各車両に搭載される車載機器と各監視制御装置とを結ぶ車両内ネットワークにおけるそれぞれの通信機能を活用し、階層構造の最上位に位置付けられ、列車の基準時刻を付与するべく列車内における各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、階層構造の中位に位置付けられ、列車内における各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、階層構造の最下位に位置付けられ、列車時計局および車両時計局の何れにも選択されていない各監視制御装置および車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、がそれぞれ設定され、列車時計局によりなされるステップとして、任意に取得した時刻情報を基準時刻として自局の時刻補正を適宜行い、補正された基準時刻に基づいて車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成し、生成された第1の時刻補正情報メッセージを車両時計局に送信し、また、車両時計局によりなされるステップとして、列車時計局から送信された第1の時刻補正情報メッセージを受信し、第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行い、補正された自局の時刻に基づいて補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成し、生成された第2の時刻補正情報メッセージを補正情報待ち受け局に送信し、また、補正情報待ち受け局によりなされるステップとして、車両時計局から送信された第2の時刻補正情報メッセージを受信し、第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うようにしているので、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期を簡易かつ確実に行うことが可能となる。 Further, according to the time synchronization method according to the present embodiment, the inter-vehicle network that connects the monitoring control devices arranged for each vehicle constituting the train, the in-vehicle device mounted on each vehicle, and each monitoring control device, The train clock station, which is positioned at the top of the hierarchical structure using the respective communication functions in the in-vehicle network that connects the trains, is selected from each supervisory control device in the train to give the reference time of the train, and the hierarchy Positioned in the middle of the structure, selected from each supervisory control unit in the train, and positioned at the bottom of the hierarchical structure, not selected as either train clock station or vehicle clock station A correction information standby station composed of each monitoring control device and on-vehicle equipment is set and arbitrarily acquired as a step performed by the train clock station. The first time correction information message for generating the first time correction information message for causing the vehicle clock station to perform time correction based on the corrected reference time is appropriately performed using the time information as a reference time. 1 time correction information message is transmitted to the vehicle clock station, and as a step performed by the vehicle clock station, the first time correction information message transmitted from the train clock station is received, and the first time correction information message is received. The second time correction information message is generated to cause the correction information standby station to perform time correction based on the corrected time of the own station based on the corrected time of the own station. The time correction information message is transmitted to the correction information standby station, and the second time correction information message transmitted from the vehicle clock station is a step performed by the correction information standby station. Since the time of the local station is corrected based on the second time correction information message, it is possible to easily and reliably perform time synchronization for a large number of in-vehicle devices mounted on the train. Become.
また、本実施の形態にかかる時刻同期装置および時刻同期方法によれば、車両間ネットワークおよび車両内ネットワークという階層的ネットワークでの周期的なメッセージ交換を行っているので、補正対象の車載機器における時刻誤差が伝送遅れ時間と時刻データの分解能によって決定される。その結果、車載機器における時刻誤差のバラツキが小さくなり、車両内および列車内の各機器における時刻誤差が均一化されるという効果が得られる。なお、この効果は、車載機器に故障や異常が発生した場合の解析に、非常に有効となる。 Further, according to the time synchronization apparatus and the time synchronization method according to the present embodiment, since the periodic message exchange is performed in the hierarchical network such as the inter-vehicle network and the intra-vehicle network, the time in the in-vehicle device to be corrected The error is determined by the transmission delay time and the resolution of the time data. As a result, there is an effect that the variation in time error in the in-vehicle device is reduced, and the time error in each device in the vehicle and in the train is made uniform. This effect is very effective for analysis when a failure or abnormality occurs in the in-vehicle device.
なお、階層的ネットワークでの周期的なメッセージ交換は、一般的な監視制御装置が基本的に備えている機能である。このため、本実施の形態にかかる時刻補正機能の構築に際し、構成部の追加や、大がかりなソフト改修等は不要であり、コストの増加を抑制可能なシステム構成とすることができる。 Note that the periodic message exchange in the hierarchical network is a function basically provided in a general monitoring control device. For this reason, when constructing the time correction function according to the present embodiment, it is not necessary to add components or perform extensive software repairs, and the system configuration can suppress the increase in cost.
また、列車における車両の分離・併結あるいは車載機器における起動・停止などに伴って、ネットワークに接続される機器の構成がダイナミックに変更されることもあるが、このような場合であっても、上記した処理手順を変更する必要はない。このため、処理の複雑さを生じさせない簡易なシステム構成とすることができる。 In addition, the configuration of devices connected to the network may be dynamically changed in accordance with the separation / consolidation of vehicles in trains or the start / stop of in-vehicle devices. There is no need to change the procedure. Therefore, a simple system configuration that does not cause processing complexity can be achieved.
以上のように、本発明にかかる列車の時刻同期システムおよび時刻同期方法は、列車に搭載される多数の車載機器に対する時刻同期を簡易かつ確実に行うことができる発明として有用である。 As described above, the train time synchronization system and the time synchronization method according to the present invention are useful as an invention that can easily and reliably perform time synchronization for a large number of in-vehicle devices mounted on a train.
10 列車
11 車両群
12 自動連結器
14 監視制御装置
15 ノード装置
16 コントローラ
17 伝送路
21a,21b コンバータ
23〜27 シリアル回線
28 運転制御台
30 通信制御装置
32 電源装置
34 ブレーキ制御装置
36 推進制御装置
40 空調装置
42 ATC装置
44 ドア装置
46 トイレ装置
48 GPS受信器
50 列車時計局
52 時刻補正部
54 時刻補正情報メッセージ生成部
60 車両時計局
62 時刻補正部
64 時刻補正情報メッセージ生成部
70 補正情報待ち受け局
72 時刻補正部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
階層構造の最上位に位置付けられ、前記列車の基準時刻を付与するべく前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、
前記階層構造の中位に位置付けられ、前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、
前記階層構造の最下位に位置付けられ、前記列車時計局および前記車両時計局の何れにも選択されていない前記各監視制御装置および前記車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、
を構成し、
前記列車時計局は、
任意に取得した時刻情報を前記基準時刻として自局の時刻補正を適宜行う時刻補正部と、
前記補正された基準時刻に基づき、全ての前記車両時計局を対象とし、当該全ての車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、
を備え、
前記車両時計局は、
前記列車時計局から送信された前記第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、
前記補正された自局の時刻に基づいて前記補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成するメッセージ生成部と、
を備え、
前記補正情報待ち受け局は、
前記車両時計局から送信された前記第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行う時刻補正部と、
を備え、
前記第1および第2の時刻補正情報メッセージは、当該第1の時刻補正情報メッセージの送信周期と当該第2の時刻補正情報メッセージの送信周期の和が所望する時刻偏差となるように一定周期で定期的に送信されることを特徴とする時刻同期システム。Utilizing the respective communication functions in the inter-vehicle network connecting the monitoring control devices arranged for each vehicle constituting the train and the in-vehicle network connecting the in-vehicle devices mounted in the respective vehicles and the respective monitoring control devices. A time synchronization system that synchronizes time between the monitoring control devices and between the monitoring control device and the in-vehicle device,
A train clock station positioned at the top of the hierarchical structure and selected from the monitoring and control devices in the train to give a reference time of the train;
A vehicle clock station positioned in the middle of the hierarchical structure and selected from the monitoring and control devices in the train;
A correction information standby station that is positioned at the lowest level of the hierarchical structure and configured with the monitoring control devices and the in-vehicle devices that are not selected by either the train clock station or the vehicle clock station,
Configure
The train clock station
A time correction unit that appropriately performs time correction of the own station using the arbitrarily acquired time information as the reference time
Based on the corrected reference time, a message generation unit that generates a first time correction information message that targets all the vehicle clock stations and causes all the vehicle clock stations to perform time correction;
With
The vehicle clock station is
A time correction unit for correcting the time of the own station based on the first time correction information message transmitted from the train clock station;
A message generator for generating a second time correction information message for causing the correction information standby station to perform time correction based on the corrected time of the own station;
With
The correction information standby station is
A time correction unit that performs time correction of the local station based on the second time correction information message transmitted from the vehicle clock station;
With
The first and second time correction information messages are transmitted at a constant cycle so that the sum of the transmission cycle of the first time correction information message and the transmission cycle of the second time correction information message is a desired time deviation. A time synchronization system characterized by being periodically transmitted .
階層構造の最上位に位置付けられ、前記列車の基準時刻を付与するべく前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された列車時計局と、
前記階層構造の中位に位置付けられ、前記列車内における前記各監視制御装置の中から選択された車両時計局と、
前記階層構造の最下位に位置付けられ、前記列車時計局および前記車両時計局の何れにも選択されていない前記各監視制御装置および前記車載機器をもって構成される補正情報待ち受け局と、
を設定するステップと、
前記列車時計局によりなされるステップとして、
任意に取得した時刻情報を前記基準時刻として自局の時刻補正を適宜行うステップと、
前記補正された基準時刻に基づき、全ての前記車両時計局を対象とし、当該全ての車両時計局に時刻補正を行わせるための第1の時刻補正情報メッセージを生成するステップと、
前記生成された第1の時刻補正情報メッセージを前記車両時計局に送信するステップと、
を含み、
前記車両時計局によりなされるステップとして、
前記列車時計局から送信された前記第1の時刻補正情報メッセージを受信するステップと、
前記第1の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うステップと、
前記補正された自局の時刻に基づいて前記補正情報待ち受け局に時刻補正を行わせるための第2の時刻補正情報メッセージを生成するステップと、
前記生成された第2の時刻補正情報メッセージを前記補正情報待ち受け局に送信するステップと、
を含み、
前記補正情報待ち受け局によりなされるステップとして、
前記車両時計局から送信された前記第2の時刻補正情報メッセージを受信するステップと、
前記第2の時刻補正情報メッセージに基づいて自局の時刻補正を行うステップと、
を含み、
前記第1および第2の時刻補正情報メッセージは、当該第1の時刻補正情報メッセージの送信周期と当該第2の時刻補正情報メッセージの送信周期の和が所望する時刻偏差となるように一定周期で定期的に送信されることを特徴とする時刻同期方法。Utilizing the respective communication functions in the inter-vehicle network connecting the monitoring control devices arranged for each vehicle constituting the train and the in-vehicle network connecting the in-vehicle devices mounted in each vehicle and the respective monitoring control devices. The time synchronization method for synchronizing the time between the monitoring control devices and between the monitoring control device and the in-vehicle device,
A train clock station positioned at the top of the hierarchical structure and selected from each of the monitoring control devices in the train to give a reference time of the train;
A vehicle clock station positioned in the middle of the hierarchical structure and selected from the monitoring and control devices in the train;
A correction information standby station that is positioned at the bottom of the hierarchical structure and configured with the monitoring control devices and the in-vehicle devices that are not selected by either the train clock station or the vehicle clock station,
Steps to set
As steps performed by the train clock station,
Appropriately performing time correction of the own station with the arbitrarily acquired time information as the reference time;
Based on the corrected reference time, generating a first time correction information message for all the vehicle clock stations and causing all the vehicle clock stations to perform time correction;
Transmitting the generated first time correction information message to the vehicle clock station;
Including
As steps performed by the vehicle clock station,
Receiving the first time correction information message transmitted from the train clock station;
Performing time correction of the local station based on the first time correction information message;
Generating a second time correction information message for causing the correction information standby station to perform time correction based on the corrected time of the own station;
Transmitting the generated second time correction information message to the correction information standby station;
Including
As steps performed by the correction information standby station,
Receiving the second time correction information message transmitted from the vehicle clock station;
Performing time correction of the own station based on the second time correction information message;
Including
The first and second time correction information messages are transmitted at a constant cycle so that the sum of the transmission cycle of the first time correction information message and the transmission cycle of the second time correction information message is a desired time deviation. A time synchronization method characterized by being periodically transmitted .
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